血管造影图像的处理方法及装置与流程

本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种血管造影图像的处理方法及装置。

背景技术：

数字血管减影技术被广泛运用于血管疾病的诊断和治疗，其主要原理是除去与血管重叠的背景结构。由于医生需要通过减影后的图像对病人进行诊断和治疗，所以减影后的图像的清晰度显得尤为重要。血管减影的方法有多种，主要分为时间减影、能量减影和混合减影。

现有技术中，一般使用数字减影血管图像处理系统对图像进行血管减影，常用的减影方法为时间减影。数字减影血管图像处理系统将最初的几幅没有血管显现的图像(没有注射造影剂，称为蒙片)，和后续的多幅血管显现的图像(注射造影剂，称为充盈片)相减，得到了只含有血管的图像，同时实时地显现血管影响随时间推移的动态变化状况。但是由于外部因素，如噪声和运动模糊等，会造成减影后的图像不够清晰，进而影响医生诊断。

技术实现要素：

本发明提供一种血管造影图像的处理方法及装置，旨在解决由于外部因素造成的减影后的图像不够清晰，进而影响医生诊断的问题。

本发明提供的一种血管造影图像的处理方法，包括：获取蒙片图像和充盈片图像，并以所述充盈片图像为参考图像，对所述蒙片图像进行图像配准，得到配准后的所述蒙片图像；对获取的所述蒙片图像和所述充盈片图像进行减影处理，得到第一血管造影图像，以及，对所述配准后的所述蒙片图像和所述充盈片图像进行减影处理，得到第二血管造影图像；将所述第一血管造影图像中预置区域内的像素点的灰度值总和与所述第二血管造影图像中所述预置区域内的像素点的灰度值总和进行比较，并依据比较结果选取所述第一血管造影图像或所述第二血管造影图像作为目标图像；对所述目标图像进行图像清晰度增强处理，得到结果图像，并对所述结果图像进行显示。

本发明提供的一种血管造影图像的处理装置，包括：采集模块，用于获取蒙片图像和充盈片图像；图像配准模块，用于以所述充盈片图像为参考图像，对所述蒙片图像进行图像配准，得到配准后的所述蒙片图像；图像减影模块，用于对获取的所述蒙片图像和所述充盈片图像进行减影处理，得到第一血管造影图像，以及，对所述配准后的所述蒙片图像和所述充盈片图像进行减影处理，得到第二血管造影图像；计算模块，用于将所述第一血管造影图像中预置区域内的像素点的灰度值总和与所述第二血管造影图像中所述预置区域内的像素点的灰度值总和进行比较，并依据比较结果选取所述第一血管造影图像或所述第二血管造影图像作为目标图像；图像处理模块，用于对所述目标图像进行图像清晰度增强处理，得到结果图像，并对所述结果图像进行显示。

本发明提供的血管造影图像的处理方法及装置，获取蒙片图像和充盈片图像，并以该充盈片图像为参考图像，对该蒙片图像进行图像配准，得到配准后的该蒙片图像，对获取的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第一血管造影图像，以及，对该配准后的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第二血管造影图像，将该第一血管造影图像中预置区域内的像素点的灰度值总和与该第二血管造影图像中该预置区域内的像素点的灰度值总和进行比较，并依据比较结果选取该第一血管造影图像或该第二血管造影图像作为目标图像，并对该结果图像进行显示，相较于现有技术，经过图像配准以及清晰度增强处理后，提高了图像的辨识度，改善了减影后的图像的效果，进而有效的辅助医生对病人的诊断，有益于病人的健康。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1是本发明第一实施例提供的血管造影图像的处理方法的实现流程示意图；

图2是本发明第二实施例提供的血管造影图像的处理方法的实现流程示意图；

图3是本发明实施例提供的蒙片图像的示意图；

图4是本发明实施例提供的充盈片图像的示意图；

图5是本发明实施例提供的第一血管造影图像的示意图；

图6是本发明实施例提供的第二血管造影图像的示意图；

图7是本发明实施例提供的第一血管造影图像的局部示意图；

图8是本发明实施例提供的单独经过图像边缘增强的第一血管造影图像的局部示意图；

图9是本发明实施例提供的对第一血管造影图像单独降噪后的局部示意图；

图10是本发明实施例提供的对第一血管造影图像单独图像增强后的局部示意图；

图11是本发明第三实施例提供的血管造影图像的处理装置的结构示意图；

图12是本发明第四实施例提供的血管造影图像的处理装置的结构示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明第一实施例提供血管造影图像的处理方法的实现流程示意图，可应用于医学治疗或诊断的成像设备上，如C型臂X光机，图1所示的血管造影图像的处理方法，主要包括以下步骤：

S101、获取蒙片图像和充盈片图像，并以该充盈片图像为参考图像，对该蒙片图像进行图像配准，得到配准后的该蒙片图像。

由于呼吸或者移动容易引起器官的形变，通过图像配准可以使得蒙片图像和充盈片图像上的特征点达到匹配。

S102、对获取的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第一血管造影图像，以及，对该配准后的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第二血管造影图像。

该步骤做了两次减影处理，一是对配准之前的蒙片图像和充盈片图像进行减影处理，二是对配准之后的蒙片图像和配准之前的充盈片图像进行减影处理。

S103、将该第一血管造影图像中预置区域内的像素点的灰度值总和与该第二血管造影图像中该预置区域内的像素点的灰度值总和进行比较，并依据比较结果选取该第一血管造影图像或该第二血管造影图像作为目标图像。

由于图像边缘部分会对计算结果造成干扰，故选取该第一血管造影图像和该第二血管造影图像中该预置区域的规则是相同的，即该预置区域为去除图像边缘部分的区域。

S104、对该目标图像进行图像清晰度增强处理，得到结果图像，并对该结果图像进行显示。

经过步骤S103之后得到的该目标图像可能具有噪声和/或模糊的情况，通过图像清晰度增强处理可以消除目标图像的噪声和/或模糊的情况，提高该目标图像的清晰度。

本发明实施例中，获取蒙片图像和充盈片图像，并以该充盈片图像为参考图像，对该蒙片图像进行图像配准，得到配准后的该蒙片图像，对获取的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第一血管造影图像，以及，对该配准后的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第二血管造影图像，将该第一血管造影图像中预置区域内的像素点的灰度值总和与该第二血管造影图像中该预置区域内的像素点的灰度值总和进行比较，并依据比较结果选取该第一血管造影图像或该第二血管造影图像作为目标图像，对该目标图像进行图像清晰度增强处理，得到结果图像，并对该结果图像进行显示，相较于现有技术，经过图像配准以及清晰度增强处理后，提高了图像的辨识度，改善了减影后的图像的效果，进而有效的辅助医生对病人的诊断，有益于病人的健康。

请参阅图2，图2为本发明第二实施例提供的血管造影图像的处理方法的实现流程示意图，可应用于医学治疗或诊断的成像设备上，如C型臂X光机，图2所示的血管造影图像的处理方法，主要包括以下步骤：

S201、获取蒙片图像和充盈片图像，并以该充盈片图像为参考图像，对该蒙片图像进行图像配准，得到配准后的该蒙片图像。

由于呼吸或者移动容易引起器官的形变，通过图像配准可以使得蒙片图像和充盈片图像上的特征点达到匹配。如图3和图4所示，图3为图像配准之前蒙片图像的示意图，图4为图像配准之前充盈片图像的示意图。

S202、对获取的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第一血管造影图像，以及，对该配准后的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第二血管造影图像。

该步骤做了两次减影处理，一是对配准之前的蒙片图像和充盈片图像进行减影处理，二是对配准之后的蒙片图像和配准之前的充盈片图像进行减影处理。如图5和图6所示，图5为第一血管造影图像的示意图，图6为第二血管造影图像的示意图。

S203、将该第一血管造影图像中预置区域内的像素点的灰度值总和与该第二血管造影图像中该预置区域内的像素点的灰度值总和进行比较，并依据比较结果选取该第一血管造影图像或该第二血管造影图像作为目标图像。

由于图像边缘部分会对计算结果造成干扰，故选取该第一血管造影图像和该第二血管造影图像中该预置区域的规则是相同的，即该预置区域为去除图像边缘部分的区域。

进一步地，将该第一血管造影图像中预置区域内的像素点的灰度值总和与该第二血管造影图像中该预置区域内的像素点的灰度值总和进行比较，并依据比较结果选取该第一血管造影图像或该第二血管造影图像作为目标图像具体为：

计算该第一血管造影图像中该预置区域内的像素点的灰度值总和，以及，该第二血管造影图像中该预置区域内的像素点的灰度值总和；

在该第一血管造影图像对应的像素点的灰度值总和与该第二血管造影图像对应的像素点的灰度值总和中选取数值小的血管造影图像作为该目标图像。

若该第一血管造影图像对应的像素点的灰度值总和小于该第二血管造影图像对应的像素点的灰度值总和，则选取第一血管造影图像作为该目标图像；反之，则选取第二血管造影图像作为该目标图像。该灰度值总和的数值越小，表示经过减影，去除了大部分的非血管区域的图像。

S204、依据预置边缘检测算子对该目标图像中血管区域的边缘进行检测，并根据预置权重值对检测后的该血管区域的边缘进行增强处理，得到边缘增强后的该目标图像。

该预置边缘检测算子不做限定，该预置边缘检测算子可以为Sobel算子，也可以Laplacian算子，还可以为Canny算子等边缘检测算子。权重值的选取可以依据对实际图像的增强效果进行选取，该预置权重值越大，对图像边缘的增强效果越强，该预置权重值越小，对图像边缘的增强效果越弱。如图7和图8所示，图7为第一血管造影图像的局部示意图，图8为单独经过图像边缘增强的第一血管造影图像的局部示意图。需要说明的是，图7和图8是为了只是为了说明图像边缘增强前后的相同位置图像的差异。

S205、对边缘增强后的该目标图像进行噪声去除和图像增强，得到该结果图像，并对该结果图像进行显示。

进一步地，对边缘增强后的该目标图像进行噪声去除和图像增强，得到该结果图像具体为：

根据积分降噪、频域降噪或递推滤波对该边缘增强后的该目标图像进行噪声去除，得到待增强图像；

对该待增强图像进行灰度曲线拉伸；

将拉伸后的该待增强图像作为该结果图像。

如图9和图10所示，图9为对第一血管造影图像单独降噪后的局部示意图。图10为对第一血管造影图像单独图像增强后的局部示意图。该灰度曲线拉伸的过程是由于曲线斜率最大的区域正好落在该待增强图像中灰度值集中的区域，通过灰度曲线拉伸可以将该灰度值集中的区域拉伸到更大的范围。

在实际应用中，该去除噪声的方式不仅包含积分降噪、频域降噪或递推滤波，本领域技术人员依据本发明实施例所描述的积分降噪、频域降噪或递推滤波的去除噪声的方式联想到其他的去除噪声的方式。

可选地，以上步骤均可以运行在CUDA(Compute Unified Device Architecture)的运算平台上，以保证图像处理的速度。

需要说明的是，为了更加直观的看出各阶段图像处理的结果示意图，图8、图9和图10分别是单独进行一个阶段图像处理的结果示意图。

本发明实施例中，获取蒙片图像和充盈片图像，并以该充盈片图像为参考图像，对该蒙片图像进行图像配准，得到配准后的该蒙片图像，对获取的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第一血管造影图像，以及，对该配准后的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第二血管造影图像，将该第一血管造影图像中预置区域内的像素点的灰度值总和与该第二血管造影图像中该预置区域内的像素点的灰度值总和进行比较，并依据比较结果选取该第一血管造影图像或该第二血管造影图像作为目标图像，对该目标图像进行图像清晰度增强处理，得到结果图像，并对该结果图像进行显示，相较于现有技术，经过图像配准以及清晰度增强处理后，提高了图像的辨识度，改善了减影后的图像的效果，进而有效的辅助医生对病人的诊断，有益于病人的健康。

请参阅图11，图11是本发明第三实施例提供的血管造影图像的处理装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。图11示例的血管造影图像的处理装置可以是前述图1和图2所示实施例提供的血管造影图像的处理方法的执行主体。图11示例的血管造影图像的处理装置，主要包括：采集模块1101、图像配准模块1102、图像减影模块1103、计算模块1104和图像处理模块1105。以上各功能模块详细说明如下：

采集模块1101，用于获取蒙片图像和充盈片图像；

图像配准模块1102，用于以该充盈片图像为参考图像，对该蒙片图像和该充盈片图像进行图像配准，得到配准后的该蒙片图像；

图像减影模块1103，用于对获取的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第一血管造影图像，以及，对该配准后的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第二血管造影图像；

计算模块1104，用于将该第一血管造影图像中预置区域内的像素点的灰度值总和与该第二血管造影图像中该预置区域内的像素点的灰度值总和进行比较，并依据比较结果选取该第一血管造影图像或该第二血管造影图像作为目标图像；

图像处理模块1105，用于对该目标图像进行图像清晰度增强处理，得到结果图像，并对该结果图像进行显示。

由于呼吸或者移动容易引起器官的形变，通过图像配准可以使得蒙片图像和充盈片图像上的特征点达到匹配。由于图像边缘部分会对计算结果造成干扰，故选取该第一血管造影图像和该第二血管造影图像中该预置区域的规则是相同的，即该预置区域为去除图像边缘部分的区域。

本实施例未尽之细节，请参阅前述图1所示实施例的描述，此处不再赘述。

需要说明的是，以上图11示例的血管造影图像的处理装置的实施方式中，各功能模块的划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将上述装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。而且，实际应用中，本实施例中的相应的功能模块可以是由相应的硬件实现，也可以由相应的硬件执行相应的软件完成。本说明书提供的各个实施例都可应用上述描述原则，以下不再赘述。

本发明实施例中，采集模块1101获取蒙片图像和充盈片图像，图像配准模块1102以该充盈片图像为参考图像，对该蒙片图像和该充盈片图像进行图像配准，得到配准后的该蒙片图像，图像减影模块1103对获取的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第一血管造影图像，以及，对该配准后的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第二血管造影图像，计算模块1104将该第一血管造影图像中预置区域内的像素点的灰度值总和与该第二血管造影图像中该预置区域内的像素点的灰度值总和进行比较，并依据比较结果选取该第一血管造影图像或该第二血管造影图像作为目标图像，图像处理模块1105对该目标图像进行图像清晰度增强处理，得到结果图像，并对该结果图像进行显示，相较于现有技术，经过图像配准以及清晰度增强处理后，提高了图像的辨识度，改善了减影后的图像的效果，进而有效的辅助医生对病人的诊断，有益于病人的健康。

请参阅图12，图12为本发明第四实施例提供的血管造影图像的处理装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。图12示例的血管造影图像的处理装置可以是前述图1和图2所示实施例提供的血管造影图像的处理方法的执行主体。图12示例的血管造影图像的处理装置，主要包括：采集模块1201、图像配准模块1202、图像减影模块1203、计算模块1204、图像处理模块1205，其中计算模块1204包括：计算子模块12041和选取子模块12042。以上各功能模块详细说明如下：

采集模块1201，用于获取蒙片图像和充盈片图像。

图像配准模块1202，用于以该充盈片图像为参考图像，对该蒙片图像进行图像配准，得到配准后的该蒙片图像。

由于呼吸或者移动容易引起器官的形变，通过图像配准可以使得蒙片图像和充盈片图像上的特征点达到匹配。

图像减影模块1203，用于对获取的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第一血管造影图像，以及，对该配准后的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第二血管造影图像。

该步骤做了两次减影处理，一是对配准之前的蒙片图像和充盈片图像进行减影处理，二是对配准之后的蒙片图像和配准之前的充盈片图像进行减影处理。

计算模块1204，用于将该第一血管造影图像中预置区域内的像素点的灰度值总和与该第二血管造影图像中该预置区域内的像素点的灰度值总和进行比较，并依据比较结果选取该第一血管造影图像或该第二血管造影图像作为目标图像。

由于图像边缘部分会对计算结果造成干扰，故选取该第一血管造影图像和该第二血管造影图像中该预置区域的规则是相同的，即该预置区域为去除图像边缘部分的区域。

进一步地，计算模块1204包括：计算子模块12041和选取子模块12042；

计算子模块12041，用于计算该第一血管造影图像中该预置区域内的像素点的灰度值总和，以及，该第二血管造影图像中该预置区域内的像素点的灰度值总和；

选取子模块12042，用于在该第一血管造影图像对应的像素点的灰度值总和与该第二血管造影图像对应的像素点的灰度值总和中选取数值小的血管造影图像作为该目标图像。

若该第一血管造影图像对应的像素点的灰度值总和小于该第二血管造影图像对应的像素点的灰度值总和，则选取子模块12042选取第一血管造影图像作为该目标图像；反之，则选取子模块12042选取第二血管造影图像作为该目标图像。该灰度值总和的数值越小，表示经过减影，去除了大部分的非血管区域的图像。

图像处理模块1205，用于依据预置边缘检测算子对该目标图像中血管区域的边缘进行检测，并根据预置权重值对检测后的该血管区域的边缘进行增强处理，得到边缘增强后的该目标图像。

该预置边缘检测算子不做限定，该预置边缘检测算子可以为Sobel算子，也可以Laplacian算子，还可以为Canny算子等边缘检测算子。权重值的选取可以依据对实际图像的增强效果进行选取，该预置权重值越大，对图像边缘的增强效果越强，该预置权重值越小，对图像边缘的增强效果越弱。

图像处理模块1205，还用于对边缘增强后的该目标图像进行噪声去除和图像增强，得到该结果图像，并对该结果图像进行显示。

进一步地，图像处理模块1205，还用于执行以下步骤：

该图像处理模块1205，还用于根据积分降噪、频域降噪或递推滤波对该边缘增强后的该目标图像进行噪声去除，得到待增强图像；

该图像处理模块1205，还用于对该待增强图像进行灰度曲线拉伸；

该图像处理模块1205，还用于将拉伸后的该待增强图像作为该结果图像。

该灰度曲线拉伸的过程是由于曲线斜率最大的区域正好落在该待增强图像中灰度值集中的区域，通过灰度曲线拉伸可以将该灰度值集中的区域拉伸到更大的范围。

在实际应用中，该去除噪声的方式不仅包含积分降噪、频域降噪或递推滤波，本领域技术人员依据本发明实施例所描述的积分降噪、频域降噪或递推滤波的去除噪声的方式联想到其他的去除噪声的方式。

本实施例未尽之细节，请参阅前述图1和图2所示实施例的描述，此处不再赘述。

本发明实施例中，采集模块1201获取蒙片图像和充盈片图像，图像配准模块1202以该充盈片图像为参考图像，对该蒙片图像和该充盈片图像进行图像配准，得到配准后的该蒙片图像，图像减影模块1203对获取的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第一血管造影图像，以及，对该配准后的该蒙片图像和该充盈片图像进行减影处理，得到第二血管造影图像，计算模块1204将预置区域内的该第一血管造影图像中像素点的灰度值总和与该预置区域内的该第二血管造影图像中像素点的灰度值总和进行比较，并依据比较结果选取该第一血管造影图像或该第二血管造影图像作为目标图像，图像处理模块1205对该目标图像进行图像清晰度增强处理，得到结果图像，并对该结果图像进行显示，相较于现有技术，经过图像配准以及清晰度增强处理后，提高了图像的辨识度，改善了减影后的图像的效果，进而有效的辅助医生对病人的诊断，有益于病人的健康。

在本申请所提供的多个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信链接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信链接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的血管造影图像的处理方法及装置的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。